一種具有浮動定子的錐形剪切磨頭的制作方法

本發明涉及漿料處理方法剪切破碎技術領域，具體涉及一種具有浮動定子的錐形剪切磨頭。

背景技術：
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破碎是一種通用作業形式，可降低膠體和固體顆粒的粒徑，提高物料的比表面積。將膠體或固體顆粒分散在液態載體中進行破碎，可降低顆粒物料的破碎能和溫升。對漿料的破碎是破碎作業的一種重要形式。對于漿料中的韌性顆粒的微細化加工，定子—轉子旋轉剪切破碎是一種被廣泛采用的高效破碎方法。

定子—轉子旋轉剪切破碎裝置結構主要有圓柱配合面和圓錐配合面兩種形式。圓柱配合面結構的代表機型為勻漿機，圓錐配合面結構的代表機型為膠體磨。

勻漿機的破碎元件由同軸心相對旋轉的直筒狀定子和轉子構成。定子的內周面和轉子的外周面為圓柱配合面，通過在定子和轉子上開設多個周向均布的槽口，形成定子、轉子圓柱配合面的剪切刃線并在相對轉動時構成剪切副。同時，槽口還作為漿料的通道。勻漿機工作時，定子和轉子浸于漿料中，轉子高速旋轉時，剪切副對顆粒物料進行剪切破碎；同時，開有槽口的轉子的旋轉，可帶動漿料形成徑向流動和整體渦動，實現顆粒細化和均勻混合。

為了提高破碎效率，開發了勻漿機的兩種改良結構，一種為多層徑向串聯的同心環結構(剪切磨)，一種為多級軸向串聯的同軸串結構(剪切泵)。

多層徑向串聯的同心環結構(剪切磨)是將定子和轉子加工成多層同心套筒結構，定子和轉子能夠同軸心嵌合，進而形成多層圓柱配合面和多層剪切副，物料在單次徑向流動過程中經歷多次剪切。

多級軸向串聯的同軸串結構(剪切泵)則是將多套勻漿機的破碎元件裝于一根轉軸上，物料經過一級破碎后即進行軸向流動，進入下一級破碎。

膠體磨的剪切破碎元件同樣包括轉子和定子。轉子為錐狀圓臺，定子為具有內錐面的圓筒。定子的外錐面與定子的內錐面為配合面。定子的外錐面和定子的內錐面由小端到大端分段開有級數相同的齒槽，轉子和定子齒槽棱線(刃線)構成剪切副。轉子相對定子做同軸心旋轉。漿狀物料由小端流向大端過程中，其中的顆粒物料受到多級剪切而破碎。

定子—轉子旋轉剪切破碎裝置主要依靠剪切副對物料進行破碎，故保證定子和轉子上的刃線相交是實現高效剪切的關鍵。由于定子、轉子特有的位置和運動關系，定子與轉子的刃線相交，不僅要求兩者均具高形狀精度和高位置精度，且要求兩者具有很高的運動精度。而實際中，轉子旋轉速度很高、定子需能軸向位置調整，造成了轉子與定子定位關系復雜和同心度低、刃線交錯等問題，轉子和定子加工成本高、剪切破碎效率低。

為此，本發明提出了一種簡化轉子、定子位置配合關系，保證刃線充分相交的具有浮動定子的錐形剪切磨頭。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種具有浮動定子的錐形剪切磨頭，實現轉子、定子位置配合關系的簡化，保證刃線充分相交的具有浮動定子的錐形剪切磨頭。

本發明解決技術問題所采用的方案是：

一種具有浮動定子的錐形剪切磨頭，包括錐形轉子1、錐形定子2、柔性定子套3以及驅動電機7。其中：

錐形轉子1為錐形圓臺結構，錐形圓臺外錐面上開有多條周向均布的前傾進料槽4，前傾方向與錐形轉子1的旋轉方向一致。錐形轉子1的中心開有錐形定位孔5。

錐形定子2為薄壁錐筒結構，錐筒兩端分別為大端和小端，沿內錐面母線方向開有多條周向均布、內窄外寬的楔形長孔6。

錐形轉子1的外錐面錐頂角與錐形定子2的內錐面錐頂角相等，錐形轉子1嵌套于錐形定子2內，錐形轉子1的外錐面與錐形定子2的內錐面緊密貼合。

驅動電機7與軸筒8的第一端固接，驅動電機7設有轉軸9，所述轉軸9貫穿軸筒8并與軸筒8同軸，轉軸9一端固定在驅動電機7的動力輸出軸上，另一端具有錐軸端10，錐軸端10的端面上開有絲孔11，軸筒8的第二端安裝有軸套12，軸套12固定于軸筒8內壁與轉軸9外壁之間。

柔性定子套3一端緊固在軸筒8的第二端端部，另一端與錐形定子2的小端緊連；轉軸9貫穿柔性定子套3并穿過錐形定子2的小端和錐形轉子1的錐形定位孔5；錐形定位孔5與轉軸9的錐軸端10緊密配合定位后，兩者通過緊定螺釘13緊定在絲孔11內。

所述柔性定子套3為柔性套結構。

本發明的有益效果在于：

1)該錐形剪切磨頭的浮動定子的內錐面與錐形轉子的外錐面可自適應緊密貼合，確保了浮動定子內錐面刃線與錐形轉子外錐面刃線相交，充分提高了剪切破碎效率；

2)該錐形剪切磨頭有效避免了現有技術中定子與轉子不同心而造成的刃線不相交問題，降低了精度要求和加工成本；

3)該錐形剪切磨頭尤其適合抗剪切強度較高的韌性顆粒的破碎；

4)該錐形剪切磨頭具有一定的自磨刃功能，有較長的穩定工作周期，維護費用低；

5)該錐形剪切磨頭結構簡單、可靠，拆裝、清理便捷。

附圖說明

圖1為本發明具有浮動定子的錐形剪切磨頭的錐形轉子結構示意圖；

圖2為本發明具有浮動定子的錐形剪切磨頭的錐形定子結構示意圖；

圖3為本發明具有浮動定子的錐形剪切磨頭的縱切面結構示意圖；

圖4為本發明具有浮動定子的錐形剪切磨頭的裝配關系圖。

附圖標記：

1錐形轉子2錐形定子3柔性定子套4前傾進料槽

5錐形定位孔6楔形長孔7驅動電機8軸筒

9轉軸10錐軸端11絲孔12軸套

13緊定螺絲

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

一種具有浮動定子的錐形剪切磨頭，包括錐形轉子1、錐形定子2、柔性定子套3以及驅動電機7，其中：錐形轉子1為錐形圓臺結構，錐形圓臺外錐面上開有多條周向均布的前傾進料槽4，前傾方向與錐形轉子1的旋轉方向一致；錐形轉子1的中心開有錐形定位孔5。

錐形定子2為薄壁錐筒結構，錐筒兩端分別為大端和小端，沿內錐面母線方向開有多條周向均布、內窄外寬的楔形長孔6。

錐形轉子1的外錐面錐頂角與錐形定子2的內錐面錐頂角相等，錐形轉子1嵌套于錐形定子2內，錐形轉子1的外錐面與錐形定子2的內錐面緊密貼合。

驅動電機7與軸筒8的第一端固接。驅動電機7設有轉軸9，所述轉軸9貫穿軸筒8并與軸筒8同軸。轉軸9一端固定在驅動電機7的動力輸出軸上，另一端具有錐軸端10，錐軸端10的端面上開有絲孔11。軸筒8的第二端安裝有軸套12，軸套12固定于軸筒8內壁與轉軸9外壁之間。

柔性定子套3為柔性套結構，一端緊固在軸筒8的第二端端部，另一端與錐形定子2的小端緊連。轉軸9貫穿柔性定子套3并穿過錐形定子2的小端和錐形轉子1的錐形定位孔5。錐形定位孔5與轉軸9的錐軸端10緊密配合定位后，兩者通過緊定螺釘13緊定在絲孔11內，實現固聯。

本發明的工作過程：

工作時，驅動電機7通過轉軸9帶動錐形轉子1旋轉，錐形定子2的內錐面與錐形轉子1的外錐面浮動貼合。錐形定子2與錐形轉子1完全浸沒在漿料中，漿狀物料進入錐形轉子1上的前傾進料槽4并在錐形轉子1轉動作用下被甩向四周。在漿狀物料穿過錐形定子2上的楔形長孔6時，錐形轉子1的外錐面上的前傾進料槽4處的棱線(刃線)和錐形定子2的內錐面上的楔形長孔6處的棱線(刃線)構成的剪切副，將穿越剪切副的顆粒剪碎。開有前傾進料槽4的錐形轉子1可帶動漿料形成徑向流動和整體渦動，實現漿料中的顆粒全部破碎和漿料的均勻混合。